Za difrakčním limitem
Rozlišení 200 nm není dáno technikou, ale fyzikou. Jedná se o tzv. difrakční limit, kdy můžeme zobrazit v soustavě mikroskopových čoček s objektivem ponořeným do vody nebo oleje objekty s rozlišením ne větším, než je jedna polovina vlnové délky světla. Což v rámci viditelného spektra dává výše zmiňovanou hodnotu.
Pokud chceme dosáhnout ještě vyššího rozlišení, aby bylo možno pozorovat mitochondrie, chromozómy a podobně, musím se uchýlit k elektronovým mikroskopům a speciální přípravě vzorků. Postup náročný časově i finančně. Výzkumníci z Ecole Polytechnique Fédérale v Lausanne (EPFL) přišli s geniálním a velice levným řešení. Jsou jím průhledné mikrokuličky z dielektrika o průměru 60 mikrometrů. Ty se umístí na povrch zkoumaného vzorku a díky jim je možno dosáhnout rozlišení až na úrovni jedné sedminy vlnové délky.
Martin A.M. Gijs, profesor na School of Engineering at EPFL, vedoucí Laboratoře mikrosystémů.
Rozlišení pod úrovní 100 nanometrů je podle Martina Gijse, profesora univerzitě v Lausane, možné díky tzv. fotonickému nanojetu. Jedná se o úzký paprsek světla s velkou intenzitou, který se šíří dielektrikem z neosvětlené strany na vzdálenosti větší, než je vlnová délka světla. Tento jev je možný díky vhodné volbě velikosti kuličky a indexu lomu v materiálu, ze kterého je kulička vyrobena. Konkrétně jsou mikrokuličky vyrobeny titaničitanu barnatého, podle Dijse je tento materiál běžně dostupný a v množství použitém pro mikroskopování je prakticky zadarmo.
Díky nové technice mohli výzkumníci z Lausane přímo pozorovat takové jevy, jako je efekt doxycyclinové léčby na mitochondriální proteiny v buňkách z myších jater. Podle Gijse se tato metoda může stát univerzálním nástrojem výrazně vylepšujícím současné možnosti mikroskopu a to až na úroveň pozorování viru nebo nukleonových kyselin.
Literatura:
Fotonický nanojet: http://www.ece.northwestern.edu/ecefaculty/taflove/Paper128.pdf
http://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=33865.php
Hui Yang a kol.: Super-Resolution Biological Microscopy Using Virtual Imaging by a Microsphere Nanoscope, 2013, DOI: 10.1002/smll.201302942
Diskuze:
Našel jsem kopie
Jan Šimůnek,2014-01-28 13:36:30
na internetu:
http://www.wmmagazin.cz/view.php?cisloclanku=2009030013
http://www.wmmagazin.cz/view.php?cisloclanku=2009030014
zřejmě ten difrakční limit obcházel interferencí různě orientovaného polarizovaného světla (pokud v tom nebylo ještě něco dalšího, popis je vágní).
Protě mi tenhle článek informaci o uvedeném zařízení připomenul.
Josef Jindra,2014-01-28 14:06:09
http://en.wikipedia.org/wiki/Royal_Rife, nebo tady : http://rifevideos.com/rife_machine_technology.html,
Neni to zase tak utajeny a tem mikroskop by se mel dat postavit, nicmene neocekaval bych od nej najak extremni vysledky. Jinak z toho co jsem dohledal tak nikomu nevadil ten mikroskop jako spis jeho pristroj na leceni rakoviny a dalsich nemoci ktery mel fungovat na ponekud pofidernich teoriich a navic mu pokusni pacienti umirali.
Odpověď
Jan Šimůnek,2014-01-28 10:57:36
Musel bych hrozně dlouho prolézat "kulturní vrstvy" někdy z 90. let minulého století, nicméně bylo to buď ve WM magazínu nebo v nějaké "záhadologicko - alternativní" knížce. I s obrázkem té mašinky, vypadající opravdu velmi složitě.
Důležité je, že to mělo mít výkon +- srovnatelný s tím, co popisuje tento článek, princip popsán nebyl. A dál je důležité i to, že pokud se dá difrakční limit obejít, tak se zřejmě dá buď obejít i vícero způsoby, nebo tentýž princip jeho obejití technicky realizovat různě. Dotyčný mohl místo mikrokuliček použít např. vhodnou emulzi, což je materiál tehdy docela dobře dostupný / vyrobitelný. Možná tam část optiky nebyla řešena čočkami, ale zrcadly.
Už kolem poloviny 20. století
Jan Šimůnek,2014-01-28 09:30:10
existovaly světelné mikroskopy o podobném výkonu. Jejich tvůrci byli prohlášeni za podvodníky a přístroje byly zabaveny a zničeny (zachovalo se pár fotografií). Odpůrci (různí "sisyfové") argumentovali právě nemožností překročit limity difrakčního jevu.
Tak to je naprostá bomba! =O Velký respekt!
Jaroslav Peňaška,2014-01-28 01:39:23
Je skvělé, že se dá pořád ještě jít dál a že jsme limitů fyziky ještě stále nedosáhli a vždy dokážeme přírodní zákony ještě znovu překonat díky genialitě těch nejlepších z nás!
Za difrakční limit už se kráčí dlouho
Pavel A1,2014-01-28 19:13:39
Jak překonat difrakční limit už je známo dlouho a dokonce se to běžně používá. Některé varianty konfokální mikroskopie dokážou jít až k desetině difrakčního limitu a dokonce jsem asi před měsícem slyšel o metodách konfokální mikroskopie lízajících hranici rozlišení elektronových mikroskopů, ale nevím, jestli to byl jen teoretický návrh, nebo funkční metoda.
Další možností je tzv. superoptika, tedy optika poskládaná z prvků se záporným indexem lomu. Pro tu by teoreticky žádný limit rozlišení neměl existovat.
Koneckonců on ten difrakční limit není žádný pevný fyzikální zákon, když se podíváte, jak se odvozuje, tak se vždy vychází z nějakého modelu optického přístroje a z ad hoc definice rozlišení a v závislosti na zvoleném modelu a definici rozlišení se můžou výsledky lišit i o řád.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
